EP2072383B1 - Steckverbindungsanordnung für Sattelkupplungen - Google Patents

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EP2072383B1
EP2072383B1 EP07123792A EP07123792A EP2072383B1 EP 2072383 B1 EP2072383 B1 EP 2072383B1 EP 07123792 A EP07123792 A EP 07123792A EP 07123792 A EP07123792 A EP 07123792A EP 2072383 B1 EP2072383 B1 EP 2072383B1
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EP
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line
king pin
lines
designed
data
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Frank Hurst
Michael Riesterer
Ralph Neumeister
Harald Panke
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SAF Holland Verkehrstechnik GmbH
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SAF Holland Verkehrstechnik GmbH
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
    • B62D53/04—Tractor-trailer combinations; Road trains comprising a vehicle carrying an essential part of the other vehicle's load by having supporting means for the front or rear part of the other vehicle
    • B62D53/08—Fifth wheel traction couplings
    • B62D53/12—Fifth wheel traction couplings engaging automatically
    • B62D53/125—Fifth wheel traction couplings engaging automatically with simultaneous coupling of the service lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
    • B62D53/04—Tractor-trailer combinations; Road trains comprising a vehicle carrying an essential part of the other vehicle's load by having supporting means for the front or rear part of the other vehicle
    • B62D53/08—Fifth wheel traction couplings
    • B62D53/0842—King pins

Definitions

  • the invention relates to a connector assembly for fifth wheel couplings comprising a connector shell, which is arranged in the kingpin of a semitrailer and a connector base, which is arranged in the fifth wheel plate of a towing vehicle, wherein the connector shell and the connector base each have steckverbindbare electrical and pneumatic or hydraulic lines ,
  • the semi-trailer is coupled to the towing vehicle by means of a fifth wheel.
  • the fifth wheel essentially comprises a fifth wheel plate with a closing device on the towing vehicle and a so-called kingpin on the semitrailer.
  • further, e.g. electrical, hydraulic and pneumatic connections between the towing vehicle and the trailer are made.
  • these compounds are individually connected via flexible cables. This is complex and time-consuming for the driver when coupling and uncoupling the semitrailer.
  • a fifth wheel with a connection arrangement for connecting electrical and pneumatic lines known.
  • the kingpin on the semi-trailer is formed with an axial bore into which, viewed from the axis of the kingpin, a DC electrical connection arrangement and concentric therewith a connection arrangement for electronic data transmission is provided.
  • a connection arrangement for electronic data transmission Radially further out, the coupling of the compressed air lines is provided in a ring cylinder space.
  • a supply part with complementary connection arrangements is formed in a region which lies below the pin during the coupling process.
  • the EP 0 058 075 which defines the preamble of claim 1, and the US 2005/0253360 disclose connector assemblies for fifth wheels having a kingpin and a fifth wheel which are rotatably disposed with each other, wherein the connector assemblies are adapted to transmit electrical signals and pneumatic or hydraulic pressure.
  • a kingpin of a semi-trailer comprising a connector shell, which has electrical and pneumatic or hydraulic lines, with electrical and pneumatic or hydraulic Cables of a connector base, which is arranged in the fifth wheel of a towing vehicle, are plug-in connection, wherein the lines are designed as annularly arranged sockets, wherein the largest line has an outer diameter greater than 50% of the kingpin diameter measured at the smallest diameter, characterized in that between a arranged as a supply air line line and designed as a brake air line designed as a discharge channel line for the discharge of air leakage is arranged outdoors, or that between the line formed as a supply air line and the line formed as a brake air line a niesstrennmantel is arranged, the space can be used as a drainage channel ,
  • a connector assembly for fifth wheels includes a connector shell, which is arranged in the kingpin of a semi-trailer and a connector base, which is arranged in the fifth wheel of a to
  • FIG. 1 schematically a connector assembly 1 is shown in a kingpin 10 of a semitrailer, not shown here.
  • FIG. 1 shows the kingpin 10 cut perpendicular to the pin axis.
  • a central bore 2 is formed in the kingpin 10.
  • the bore 2 has a diameter which is greater than half the diameter of the kingpin 1, measured at the smallest diameter.
  • Concentric with the axis of the kingpin 10 electrical lines 3.4 and pneumatic lines 6,7,8 are shown from inside to outside. In the center of the kingpin 10 extends a data line 3. Concentric with the data line 3 is an annular power supply line 4 for Supply of the semitrailer shown with electrical voltage. The power supply line 4 is separated from the data line 3 by an annular insulation layer 5.
  • the annular electrical lines 3,4 are in the FIGS. 1 and 3 however, as shown in FIG. 2 represented as a plurality of circumferentially spaced of the ring arranged parts of a circular arc to be formed.
  • an electrically insulating circular arc part is then formed so that a plurality of voltage supply and data lines 3, 4 can be accommodated in the plug connection arrangement 1.
  • a brake air line 6, a discharge channel 7 and a supply air line 8 are shown in succession.
  • the outer diameter of the supply air line 8 is at least 50% of the diameter of the kingpin 10, measured at the smallest diameter.
  • FIG. 2 is a further embodiment of the connector assembly 1 shown in section.
  • the brake air line 6 is arranged centrally.
  • the voltage supply line 4 and the data line 3 are arranged in a separating jacket 9 between the centrally arranged brake air line 6 and the radially outer supply air line 8.
  • the separation jacket 9 is made of flexible plastic material and may be formed in multiple layers.
  • the data line 3 can be made of a metal wire mesh or a metal foil.
  • An additional discharge channel 7 can in the arrangement according to FIG. 2 omitted, since here the space of the separating jacket 9 can be used as a drainage channel, in which a vent is provided to the outside.
  • FIG. 3 a third embodiment of the connector assembly 1 is shown.
  • the electrical power supply line 4 is centrally located on the Axis of the kingpin 10 is arranged.
  • the transmission of the data is done on the outer jacket of the power supply line 4, which may also be formed as an inner jacket of the brake air line 6.
  • an annular discharge channel 7 is formed for the discharge of leakage air.
  • discharge channel 7 prevents supply air from the supply air line 8 can leak into the brake air line 6. Accidental pressure build-up in the brake air line 6 would cause the brakes to be inadvertently actuated and hot to cause damage to the brake system.
  • the discharge channel 7 directs any occurring leakage air from the supply air line 8 via an opening to the outside.
  • the sequence of the various electrical and pneumatic lines can be chosen arbitrarily.
  • Table of FIG. 4 All possible combinations are listed.
  • Each row of the table indicates how the lines in hole 2 are arranged from inside to outside.
  • the letters D, S, G, R and A respectively represent data transmission lines 3, power supply lines 4, yellow brake air lines 6, red supply air lines 8 and discharge channels 7.
  • the brake air line 6 and the supply air line 8 are arranged separately from one another, either by a line separating jacket 9 or by a discharge channel 7.
  • a plug connection lower part is arranged as a counterpart to the connector upper part 1 in the area below the receiving opening for the king pin 10.
  • the design of the connector base is complementary to the formation of the respective Connector assembly 1 from FIG. 1 . 2 or 3 , Between the fifth wheel plate and the king pin 10 sliding contacts are provided.
  • a data protocol can also be used for the transmission of the data, the data being transmitted together with the voltage supply via the same voltage supply line 4.
  • the data transmission can also be carried out wirelessly and / or without contact, for example with optical waveguides or with microwave waveguides.
  • the data line 3 can also be designed as a point-to-point line.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindungsanordnung für Sattelkupplungen umfassend ein Steckverbinderoberteil, das im Königszapfen eines Sattelaufliegers angeordnet ist und ein Steckverbinderunterteil, das in der Sattelkupplungsplatte eines Zugfahrzeuges angeordnet ist, wobei das Steckverbinderoberteil und das Steckverbinderunterteil jeweils zu einander steckverbindbare elektrische und pneumatische oder hydraulische Leitungen aufweist.
  • Bei grösseren Kraftfahrzeugen wird der Sattelauflieger mit dem Zugfahrzeug mittels einer Sattelkupplung gekuppelt. Die Sattelkupplung umfasst im Wesentlichen eine Sattelkupplungsplatte mit einer Schliessvorrichtung am Zugfahrzeug und einen so genannten Königszapfen am Sattelauflieger. Ausser dieser mechanischen Verbindung müssen weitere, wie z.B. elektrische, hydraulische und pneumatische Verbindungen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger hergestellt werden. Üblicherweise werden, wegen der Beweglichkeit des Sattelzuges, diese Verbindungen über flexible Leitungen einzeln zusammengesteckt. Das ist für den Fahrer beim Kuppeln und Entkuppeln des Sattelzuges aufwändig und zeitraubend.
  • Aus der EP 1240067 B1 ist eine Sattelkupplung mit einer Verbindungsanordnung zur Verbindung von elektrischen und pneumatischen Leitungen bekannt. Der Königszapfen am Sattelauflieger ist mit einer axialen Bohrung ausgebildet, in die, von der Achse des Königszapfens aus gesehen, eine elektrische Verbindungsanordnung für Gleichspannung und konzentrisch dazu eine Verbindungsanordnung für elektronische Datenübermittlung vorgesehen ist. Radial weiter aussen liegend ist in einem Ringzylinderraum die Kupplung der Druckluftleitungen vorgesehen. Am Zugfahrzeug ist in einem Bereich, der beim Kupplungsvorgang unterhalb des Zapfens liegt, ein Versorgungsteil mit komplementären Verbindungsanordnungen ausgebildet.
  • Diese Anordnung ist bei den Betriebsbedingungen, die in der Sattelkupplung herrschen, äußerst empfindlich für Beschädigungen und Verschmutzungen, die zu Fehlfunktionen führen können. Bei den größeren und schwereren Sattelzügen ist der Ringzylinderraum für die benötigte Druckluft nicht mehr ausreichend. Vor allem die Bremsanlagen der modernen Sattelauflieger benötigen eine große Luftdurchflussmenge bei kurzen Ansprechzeiten des Druckluftbremssystems.
  • Die EP 0 058 075 , die den Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert, und die US 2005/0253360 offenbaren Steckverbindungsanordnungen für Sattelkupplungen mit einem Königszapfen und einer Sattelplatte, welche drehbeweglich zueinander angeordnet sind, wobei die Steckverbindungsanordnungen ausgebildet sind, elektrische Signale und pneumatischen oder hydraulischen Druck zu übertragen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Königszapfen eines Sattelaufliegers vorzusehen, welcher in Steckverbindungsanordnungen für Sattelkupplungen mit größeren pneumatischen Bremsanlagen universell einsetzbar ist, wobei bei möglichst kleinem Bauraum ein großer Strom- und Luftdurchsatz bei kurzen Ansprechzeiten gewährleistet wird.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Königszapfen eines Sattelaufliegers gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist ein Königszapfen eines Sattelaufliegers vorgesehen, umfassend ein Steckverbinderoberteil, welches elektrische und pneumatische oder hydraulische Leitungen aufweist, die mit elektrischen und pneumatischen oder hydraulischen Leitungen eines Steckverbinderunterteils, welches in der Sattelplatte eines Zugfahrzeugs angeordnet ist, steckverbindbar sind, wobei die Leitungen als ringförmig angeordnete Steckerbuchsen ausgebildet sind, wobei die größte Leitung einen Außendurchmesser größer als 50 % des Königszapfendurchmessers gemessen am geringsten Durchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer als Vorratsluftleitung ausgebildeten Leitung und einer als Bremsluftleitung ausgebildeten Leitung eine als Ableitungskanal ausgebildete Leitung zur Ableitung von Leckluft ins Freie angeordnet ist, oder dass zwischen der als Vorratsluftleitung ausgebildeten Leitung und der als Bremsluftleitung ausgebildeten Leitung ein Leitungstrennmantel angeordnet ist, dessen Raum als Ableitungskanal genutzt werden kann. Vorteilhafterweise umfasst eine Steckverbindungsanordnung für Sattelkupplungen ein Steckverbinderoberteil, das im Königszapfen eines Sattelaufliegers angeordnet ist und ein Steckverbinderunterteil, das in der Sattelplatte eines Zugfahrzeuges angeordnet ist, wobei das Steckverbinderoberteil und das Steckverbinderunterteil jeweils zueinander steckverbindbare elektrische und pneumatische oder hydraulische Leitungen aufweist, wobei die Leitungen als ringförmig angeordnete Steckerbuchsen ausgebildet sind, und wobei die größte Leitung einen Außendurchmesser größer als 50 % des Königszapfendurchmessers gemessen am geringsten Durchmesser aufweist.
  • Es ist von Vorteil, dass ein Überströmen zwischen den Luftleitungen verhindert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Vorratsluftleitung räumlich getrennt von der Bremsluftleitung angeordnet ist. Dies wird auch dadurch erreicht, dass zwischen der Vorratsluftleitung und der Bremsluftleitung einen Überströmkanal angeordnet ist.
  • Es ist auch von Vorteil, dass in der Steckverbindungsanordnung möglichst viel Platz für die pneumatischen Leitungen zur Verfügung steht. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektrische Daten- und/oder Spannungsversorgungsleitungen im Leitungstrennmantel zwischen der Vorratsluftleitung und der Bremsluftleitung angeordnet sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Steckverbindungsanordnung,
    • Figur 2 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe Steckverbindungsanordnung und
    • Figur 3 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe Steckverbindungsanordnung.
  • In Figur 1 ist schematisch eine Steckverbindungsanordnung 1 in einem Königszapfen 10 eines hier nicht dargestellten Sattelaufliegers dargestellt. Figur 1 zeigt den Königszapfen 10 geschnitten senkrecht zur Zapfenachse. Im Königszapfen 10 ist eine zentrale Bohrung 2 ausgebildet. Die Bohrung 2 hat einen Durchmesser, der grösser ist als der halbe Durchmesser des Königszapfens 1, gemessen am geringsten Durchmesser.
  • Konzentrisch mit der Achse des Königszapfens 10 sind von Innen nach Aussen elektrische Leitungen 3,4 und pneumatische Leitungen 6,7,8 dargestellt. Im Zentrum des Königszapfens 10 verläuft eine Datenleitung 3. Konzentrisch mit der Datenleitung 3 ist eine ringförmige Spannungsversorgungsleitung 4 für die Versorgung des Sattelaufliegers mit elektrischer Spannung dargestellt. Die Spannungsversorgungsleitung 4 ist durch eine ringförmige Isolationsschicht 5 von der Datenleitung 3 getrennt angeordnet.
  • Die ringförmigen elektrischen Leitungen 3,4 sind in den Figuren 1 und 3 als einzelne Leitungen 3,4 dargestellt, können jedoch auch, wie in Figur 2 dargestellt, als mehrere am Umfang des Ringes verteilt angeordnete Teile eines Kreisbogens ausgebildet sein. Neben jedem elektrisch leitendem Kreisbogenteil ist dann ein elektrisch isolierender Kreisbogenteil ausgebildet, so dass mehrere Spannungsversorgungs- und Datenleitungen 3,4 in der Steckverbindungsanordnung 1 untergebracht werden können.
  • Weiter nach Aussen sind nacheinander eine Bremsluftleitung 6, einen Ableitungskanal 7 und eine Vorratsluftleitung 8 dargestellt. Der Aussendurchmesser der Vorratsluftleitung 8 beträgt mindestens 50 % des Durchmessers des Königszapfens 10, gemessen am geringsten Durchmesser.
  • In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steckverbindungsanordnung 1 geschnitten dargestellt. Die Bremsluftleitung 6 ist zentral angeordnet. Um ein Überströmen zu verhindern werden die Spannungsversorgungsleitung 4 und die Datenleitung 3 in einem Trennmantel 9 zwischen der zentral angeordneten Bremsluftleitung 6 und der radial aussen liegenden Vorratsluftleitung 8 angeordnet. Der Trennmantel 9 ist aus flexiblem Kunststoffmaterial hergestellt und kann mehrschichtig ausgebildet sein. Die Datenleitung 3 kann aus einem Metalldrahtgeflecht oder einer Metallfolie hergestellt werden. Ein zusätzlicher Ableitungskanal 7 kann in der Anordnung gemäss Figur 2 entfallen, da hier der Raum des Trennmantels 9 als Ableitungskanal genutzt werden kann, in dem eine Entlüftung nach Aussen vorgesehen ist.
  • In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Steckverbindungsanordnung 1 dargestellt. Die elektrische Spannungsversorgungsleitung 4 ist zentral auf der Achse des Königszapfens 10 angeordnet. Die Übertragung der Daten geschieht am Aussenmantel der Spannungsversorgungsleitung 4, der auch als Innenmantel der Bremsluftleitung 6 ausgebildet sein kann. Zwischen der ringförmig ausgebildeten Bremsluftleitung 6 und der ebenso ringförmig ausgebildeten Vorratsluftleitung 8 ist ein ringförmiger Ableitungskanal 7 zur Ableitung von Leckluft ausgebildet.
  • Mit dem Ableitungskanal 7 wird verhindert, dass Vorratsluft aus der Vorratsluftleitung 8 in die Bremsluftleitung 6 lecken kann. Ein unbeabsichtigter Druckaufbau in der Bremsluftleitung 6 würde dazu führen, dass die Bremsen unbeabsichtigt betätigt und heiss laufen würden und so Schäden an der Bremsanlage verursachen würden. Der Ableitungskanal 7 leitet allfällig auftretende Leckluft aus der Vorratsluftleitung 8 über eine Öffnung ins Freie.
  • Die Abfolge der verschiedenen elektrischen und pneumatischen Leitungen kann beliebig gewählt werden. In der Tabelle von Figur 4 sind alle möglichen Kombinationen aufgelistet. Jede Zeile der Tabelle gibt an, wie die Leitungen in der Bohrung 2 von Innen nach Aussen angeordnet sind. Hierbei stehen die Buchstaben D, S, G, R und A jeweils für Datenübertragungsleitungen 3, Spannungsversorgungsleitungen 4, gelbe Bremsluftleitungen 6, rote Vorratsluftleitungen 8 und Ableitungskanäle 7.
  • Entscheidend ist in jedem Fall, dass zwischen der Bremsluftleitung 6 und der Vorratsluftleitung 8 kein direkter Kontakt möglich ist. Die Bremsluftleitung 6 und die Vorratsluftleitung 8 sind von einander getrennt angeordnet, entweder durch einen Leitungstrennmantel 9 oder durch einen Ableitungskanal 7.
  • In der hier nicht dargestellten Sattelplatte ist im Bereich unter der Aufnahmeöffnung für den Königszapfen 10 ein Steckverbindungsunterteil als Gegenstück zum Steckverbindungsoberteil 1 angeordnet. Die Ausführung des Steckverbindungsunterteils ist komplementär zur Ausbildung der jeweiligen Steckverbindungsanordnung 1 aus Figur 1, 2 oder 3. Zwischen der Sattelkupplungsplatte und dem Königszapfen 10 sind Schleifkontakte vorgesehen.
  • Für die Übertragung der Daten kann auch ein Datenprotokoll verwendet werden, wobei die Daten zusammen mit der Spannungsversorgung über die gleiche Spannungsversorgungsleitung 4 übertragen wird. Die Datenübertragung kann auch drahtlos und/oder berührungslos, beispielsweise mit Lichtwellenleitern oder mit Mikrowellenhohlleitern durchgeführt werden. Die Datenleitung 3 kann auch als Punkt zu Punkt-Leitung ausgebildet sein.
  • Mit der hier vorgeschlagenen Steckverbindungsanordnung 1 kann auch bei Sattelkupplungen für schwere und mehrachsige Sattelauflieger mit modernen Bremsanlagen gewährleistet werden, dass im Sattelauflieger jederzeit genügend Druckluft zur Verfügung steht.

Claims (9)

  1. Königszapfen (10) eines Sattelaufliegers, umfassend ein Steckverbinderoberteil, welches elektrische und pneumatische oder hydraulische Leitungen (3, 4, 6, 7, 8) aufweist, die mit elektrischen und pneumatischen oder hydraulischen Leitungen eines Steckverbinderunterteils, welches in der Sattelplatte eines Zugfahrzeugs angeordnet ist, steckverbindbar sind,
    wobei die Leitungen (3, 4, 6, 7, 8) als ringförmig angeordnete Steckerbuchsen ausgebildet sind,
    wobei die größte Leitung (6, 8) einen Außendurchmesser größer als 50 % des Königszapfendurchmessers gemessen am geringsten Durchmesser aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer als Vorratsluftleitung (8) ausgebildeten Leitung und einer als Bremsluftleitung (6) ausgebildeten Leitung eine als Ableitungskanal (7) ausgebildete Leitung zur Ableitung von Leckluft ins Freie angeordnet ist, oder
    dass zwischen der als Vorratsluftleitung (8) ausgebildeten Leitung und der als Bremsluftleitung (6) ausgebildeten Leitung ein Leitungstrennmantel (9) angeordnet ist, dessen Raum als Ableitungskanal genutzt werden kann.
  2. Königszapfen (10) nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die größte Leitung (6, 8) als Vorratsluftleitung (8) ausgebildet ist.
  3. Königszapfen (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsluftleitung (8) räumlich getrennt von der Bremsluftleitung (6) angeordnet ist.
  4. Königszapfen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitungstrennmantel (9) elektrische Daten- und/oder Spannungsversorgungsleitungen (3, 4) angeordnet sind.
  5. Königszapfen (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitungen (3) als Punkt zu Punkt-Leitungen ausgebildet sind.
  6. Königszapfen (10) nach einem der Ansprüche4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungsleitungen (4) zur Datenübertragung mittels eines Datenprotokolls ausgebildet sind.
  7. Steckverbindungsanordnung (1) für Sattelkupplungen, umfassend
    einen Königszapfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und
    eine Sattelplatte,
    wobei zwischen der Sattelplatte und dem Königszapfen (10) Schleifkontakte zur Übertragung der Daten und/oder der Spannungsversorgung angeordnet sind.
  8. Steckverbindungsanordnung (1) für Sattelkupplungen, umfassend
    einen Königszapfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und eine Sattelplatte,
    wobei die Übertragung der Daten und/oder der Spannungsversorgung drahtlos durchgeführt wird.
  9. Steckverbindungsanordnung (1) für Sattelkupplungen, umfassend
    einen Königszapfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und eine Sattelplatte,
    wobei die Übertragung der Daten und/oder der Spannungsversorgung berührungslos durchgeführt wird.
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